Физиология кровообращения

1. Кафедра нормальной и патологической физиологии КБГУ

• ТЕМА ЛЕКЦИИ:
• ФИЗИОЛОГИЯ
КРОВООБРАЩЕНИЯ

2.

• Уильям ХАРВИ
(Вильям Гарвей)
(1578-1657)
Впервые описал схему
кровообращения в труде
«Анатомические
исследования о
движении сердца и
сосудов» в 1628 году

3.

« Моим учением проложен путь более
одаренным, которые воспользуются им для
лучшего изучения вопроса»
У.Гарви «Анатомические исследования о движении сердца
и сосудов», 1628 г.

4. ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ

• ТРАНСПОРТНАЯ:
ДЫХАТЕЛЬНАЯ
ПИТАТЕЛЬНАЯ
ЭКСКРЕТОРНАЯ
ТЕРМОРЕГУЛЯТОРНАЯ
ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ

5.

КРУГИ КРОВООБРАЩЕНИЯ
• БОЛЬШОЙ КРУГ
• Начало: левый желудочек - аорта
• Состав: артерии, капилляры и
вены мускулатуры тела и всех
органов, кроме легких
• Конец: полые вены - правое
предсердие
• МАЛЫЙ КРУГ
• Начало: правый желудочек легочной ствол
• Состав: сосуды легких
• Конец: легочные вены - левое
предсердие

6. Гемодинамика

• Системная гемодинамика - движение
крови в сердце и магистральных сосудах
• Региональная или органная
гемодинамика - кровоснабжение органов
• Микроциркуляция или тканевая
гемодинамика - кровоснабжение тканей,
движение крови в мельчайших сосудах

7. ОБЪЕМНЫЙ КРОВОТОК ( Q ) И СОСУДИСТОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ( R )

U
• Закон Ома: I =
R
P
• Закон Пуазейля : Q =
R
• Закон Хагена-Пуазейля: Q =
8 L. P
8 L
• R=
=
r4 P
r4
P r4
8 L

8. ЛИНЕЙНАЯ СКОРОСТЬ КРОВОТОКА (V) И ХАРАКТЕР ПОТОКА КРОВИ

Q (см3/сек)
• V=
= см/сек
S (см2)
• Число Рейнолдса ( NR) - соотношение сил
инерции и вязкости:
V D
NR =
• где V - линейная скорость, D - диаметр сосуда,
- удельный вес жидкости, - ее вязкость
• Переход потока от ламинарного к турбулентному
при достижении числа Рейнолдса 3000 и более

9. СФИГМОГРАММА

КАТАКРОТА
ДИКРОТИЧЕСКАЯ
ВОЛНА
АНАКРОТА
ИНЦИЗУРА

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ( V ) РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ

V= L / t , где
L - расстояние
между
датчиками
t - время
распространения пульсовой
волны
Каротидная
сфигмограмма
t
t - время распространения
пульсовой волны
Сфигмограмма
бедренной артерии

11. ХАРАКТЕРИСТИКИ КРОВОТОКА ПО СОСУДАМ

• Линейная скорость кровотока в артериях:
0,3-0,5 м/с
• Скорость распространения пульсовой волны (Vп) :
в сосудах эластического типа = 7-10 м/с
в сосудах мышечного типа = 5-8 м/с
• Модуль упругости (Е) = Vп2 / К (коэффициент)
• Время полного кругооборота крови:
27 систол или 20-23 с, из этого по малому кругу:
1/5 времени, по большому: 4/5 общего времени

12. ТОНУС СОСУДОВ

• СОСУДИСТЫЙ ТОНУС - степень напряжения
сосудистой стенки :
Т=Рх r
где Р - давление, r - радиус сосуда
• Миогенный или базальный тонус
• Регуляторный тонус:
а) нейрогенный
б) химиогенный (гуморальный)

13. Исторические факты

• Вальтер (1842) - сужение сосудов на
плавательной перепонке лягушки
• Клод Бернар (1852) - симпатические
вазоконстрикторы на ухе кролика
• Ф.В.Овсянников (1871) - сосудодвигательный
центр продолговатого мозга
• Бейлис (1923) - прессорный и депрессорный
отделы центра

14.

• Клод Бернар
(1813-1878)
«Клод Бернар - не только
физиолог, но и сама
физиология»
Дюма

15. Опыт Клода Бернара

Перерезка шейного
симпатического
нерва справа

16. Функциональная характеристика кровеносных сосудов

• Аммортизирующие (аорта, легочная
артерия)
• Резистивные (концевые артерии,
артериолы)
• Сосуды-сфинктеры
• Обменные
• Емкостные
• Шунтирующие сосуды

17.

Соотношение объемов крови в разных отделах
сердечно-сосудистой системы
15%
3%
7%
ЕМКОСТНЫЕ
СОСУДЫ
63%
12%
Артерии
Артериолы
Капилляры
Венулы
Вены

18.

Соотношение сопротивлений разных отделов
сердечно-сосудистой системы
4% 3%
19%
27%
РЕЗИСТИВНЫЕ
СОСУДЫ
47%
Артерии
Артериолы
Капилляры
Венулы
Вены

19.

• АРТЕРИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ
И
ЕГО
РЕГУЛЯЦИЯ

20. Артериальное давление и линейная скорость кровотока в разных отделах сосудистого русла

21.

ВИДЫ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ
(АД)
• Систолическое АД (САД)
• Диастолическое АД (ДАД)
• Пульсовое АД (ПАД) = САД-ДАД
• Среднее АД ( АДср) = ДАД + 1/3 ПАД

22.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ АД
• U = I x R(Ома) или Δ Р = Q x R
• АД
=
МОК
УОК
х
х
ОПСС
ЧСС
• Венозный Сократимость
возврат
• ОЦК, ЦВК, Тонус вен
1/r4

23.

ТИПЫ САМОРЕГУЛЯЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ
• АД
=
МОК
• ГИПЕРКИНЕТИЧЕСКИЙ
СЕРДЕЧНЫЙ ( > МОК)
х
ОПСС
ГИПОКИНЕТИЧЕСКИЙ
СОСУДИСТЫЙ (< МОК)
НОРМОКИНЕТИЧЕСКИЙ ИЛИ ЭУКИНЕТИЧЕСКИЙ
СМЕШАННЫЙ ( и МОК, и ОПСС )

24. ПРИНЦИПЫ РЕГУЛЯЦИИ АД

СЕРДЕЧНЫЕ
ФАКТОРЫ
Частота сокращений
Сократимость
Нервная и
гуморальная
регуляция
АРТЕРИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ
МОК
СИМПАТИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ
РЕГУЛЯЦИЯ
КОНСТРИКЦИЯ
-рецептор
ОПСС
ДИЛАТАЦИЯ
-рецептор
МЕСТНАЯ
САМОРЕГУЛЯЦИЯ
NO
ПОЧЕЧНЫЙ КОНТРОЛЬ
ОБЪЕМА КРОВИ
Система ренин-ангиотензин
Прессорный натриурез
Альдостерон
Вазопрессин
Атриопептид
ГУМОРАЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ
ДИЛАТАЦИЯ
КОНСТРИКЦИЯ
Простагландины
Кинины
Атриопептид
Ангиотензин-2
Катехоламины
Вазопрессин

25. ДВЕ ГРУППЫ РЕГУЛЯТОРНЫХ ВЛИЯНИЙ И ДВА МЕХАНИЗМА АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

• ВАЗОКОНСТРИКТОРНЫЕ ФОРМЫ
(нейрогенные, ренин-зависимые,
дефицитные по NO и др.)
• ОБЪЕМЗАВИСИМЫЕ ФОРМЫ
(низкорениновые, натрийзависимые,
гиперальдостеронизм, почечная
задержка натрия и воды и др.)

26.

ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АД
(быстрые,
механо- и хемо- рефлекторные)
• КРАТКОВРЕМЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
• ПРОМЕЖУТОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ
(гуморальные: ренин-ангиотензинальдостероновая система, атриопептид
ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ( «перестройка»
краткосрочных, механизм «давлениенатриурез - диурез»)

27. Краткосрочные механизмы регуляции артериального давления

28. НЕЙРОГЕННЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ С РЕФЛЕКСОГЕННЫХ ЗОН

ПРОДОЛГОВАТЫЙ МОЗГ

29.

СХЕМА ЮГА
СТИМУЛЫ ДЛЯ
СЕКРЕЦИИ РЕНИНА
Снижение давления в
приносящей артериоле клубочка
Симпатическая стимуляция через
бета-адренорецепторы ЮГК
Избыток натрия в дистальном
канальце или снижение
концентрации натрия в крови

30. СИСТЕМА РЕНИН-АНГИОТЕНЗИН-АЛЬДОСТЕРОН

ПОЧКА
РЕНИН
АНГИОТЕНЗИНОГЕН
АНГИОТЕНЗИН-1
АНГИОТЕНЗИН-II
ПРЕВРАЩАЮЩИЙ
ФЕРМЕНТ
КОРА
НАДПОЧЕЧНИКОВ
СПАЗМ
СОСУДОВ
АЛЬДОСТЕРОН
ЗАДЕРЖКА
НАТРИЯ И ВОДЫ
ПРИРОСТ
ОЦК
АКТИВАЦИЯ
СИМПАТИЧЕСКОЙ
НЕРВНОЙ СИС-МЫ
ПРИРОСТ
МОК
ПОВЫШЕНИЕ АД
ПРИРОСТ
ОПСС

31.

ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В РААС
• ЮГА
• РЕНИН
• АНГИОТЕНЗИН-II
• АЛЬДОСТЕРОН
• ЗАДЕРЖКА НАТРИЯ
• АТРИОПЕПТИД

32. МЕХАНИЗМ «ДАВЛЕНИЕ - НАТРИУРЕЗ - ДИУРЕЗ»

+
ПРЕССОРНЫЕ
НАТРИУРЕЗ И ДИУРЕЗ
АРТЕРИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ
ВЫДЕЛЕНИЕ
Н2О, NaCl
+
ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ
ОБЪЕМ
+
ПОСТУПЛЕНИЕ
Н2О, NaCl

33. АУТОРЕГУЛЯЦИЯ ПОЧЕЧНОГО КРОВОТОКА

ВНУТРЕННЯЯ МЕДУЛЛА
НАРУЖНАЯ МЕДУЛЛА
НАРУЖНАЯ КОРА
ВНУТРЕННЯЯ КОРА
КРОВОТОК (%)
160
140
120
100
80
60
40
60
70
80
90
100
110
120
130
Почечное перфузионное давление (мм Hg)
140

34. Механизм влияния объема жидкости на артериальное давление

ОПСС
ОБЪЕМ
ВНЕКЛЕТОЧНОЙ
ЖИДКОСТИ
+
+
ВЫМЫВАНИЕ
МЕТАБОЛИТОВ
АУТОРЕГУЛЯЦИЯ
+
ОЦК
+
+
ЦЕНТРАЛЬНОЕ
ВЕНОЗНОЕ
ДАВЛЕНИЕ
МЕХАНИЗМ +
ФРАНКАСТАРЛИНГА
МОК
+
АРТЕРИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ

35.

Механизмы повышения АД при
гипернатриемии
• Накопление натрия в крови ведет к
увеличению ее объема
• Накопление натрия в эндотелии ведет
к его набуханию и сужению просвета
артериол
• Избыток натрия в гладкомышечных
клетках сосудов повышает их
возбудимость

36. ПЕРЕСТРОЙКА РЕФЛЕКТОРНОЙ САМОРЕГУЛЯЦИИ АД

БОЛЬ
ЭМОЦИИ
УМСТВЕННОЕ
НАПРЯЖЕНИЕ
ХЕМОРЕЦЕПТОРЫ
“УСТАНОВОЧНАЯ ТОЧКА”
-
ПРОДОЛГОВАТЫЙ
МОЗГ
СИМПАТИЧЕСКАЯ +
АКТИВНОСТЬ
ПРЕССОРЕЦЕПТОРЫ
- ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ
АКТИВНОСТЬ
+
СЕРДЦЕ
+
+
+ СЕРДЕЧНЫЙ
ВЫБРОС
ОПСС
+
ВЕНОЗНЫЙ
ВОЗВРАТ
+
АРТЕРИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ

37. НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ 1998 ГОДА ПО ФИЗИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ

• Роберт Фурчготт (Университет штата Нью-Йорк)
• Луис Игнарро (Калифорнийской университет)
• Ферид Мурад (Медицинская школа Техасского унив-та)
• NO (оксид азота) образуется и выделяется клетками
эндотелия, расслабляет гладкие мышцы артериальных сосудов, определяет уровень артериального
давления. Ацетилхолин, нитроглицерин и др.
вазодилататоры вызывают эффект через синтез
оксида азота.
• Сальвадор Монкада - Университетский колледж в Лондоне

38. СОСУДИСТЫЕ РЕФЛЕКСЫ по В.Н.Черниговскому

• Собственные сосудистые рефлексы или
рефлексы с сосудистых рефлексогенных зон
• Сопряженные сосудистые рефлексы
(боль, холод, растяжение желудка и др)
• Условные рефлексы

39. СОСУДИСТЫЕ РЕФЛЕКСОГЕННЫЕ ЗОНЫ

n. tractus solitarii
Синусный нерв
n. depressor
+ +
Каротидный синус
Дуга аорты
< симпатической
активности

40. СОСУДОДВИГАТЕЛЬНЫЕ НЕРВЫ

• Симпатические нервы, через:
- адренорецепторы - констрикция и тонус
- адренорецепторы - дилатация
м - холинорецепторы - дилатация
• Парасимпатические нервы, через:
ацетилхолин - м-холинорецепторы - NO дилатация сосудов мозга, в подчелюстной
железе (хорда тимпани) и органах малого таза
(n.pelvici),
брадикинин и гистамин - дилатация сосудов
кожи, желудочно-кишечного тракта

41. ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ СОСУДИСТОГО РУСЛА

• Вазоконстрикторы:
Вазодилататоры:
• Общая гуморальная регуляция
Ангиотензин-2
Норадреналин
Вазопрессин
Адреналин
Атриопептид
Простагландины
Плазмакинины
• Гуморальная регуляция эндотелием
Эндотелин
Окись азота (NO)
• Гуморальная регуляция метаболитами
Лактат и др (<pH)
Тканевые кинины
Гистамин, АДФ

42.

• ФИЗИОЛОГИЯ
МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

43. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

• Микроциркуляция - движение крови в тканях
по сосудам, диаметром менее 200 мкм
• Структурно-функциональная единица
микроциркуляции - сосудистый модуль
• Составные части сосудистого модуля:
артериола, метаартериола или прекапилляр,
капилляры, посткапилляры, венулы,
артериоло-венулярные анастомозы

44. СОСУДИСТЫЙ МОДУЛЬ

Артериоло-венулярный анастамоз
Артериола
Венула
Прекапилляр
со сфинктером
Капилляры
Посткапилляр

45. ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ

АРТЕРИОЛО-ВЕНУЛЯРНЫЙ
АНАСТОМОЗ
ВЕНУЛА
АРТЕРИОЛА
ПРЕКАПИЛЛЯРНЫЙ
СФИНКТЕР
КАПИЛЛЯРЫ

46. ТИПЫ КАПИЛЛЯРОВ

Магистральные капилляры
Боковые капилляры и капиллярные сети
Дежурные капилляры (25%)
Плазматические капилляры (10%)
Молчащие капилляры (65%)
Соматические
Висцеральные или фенестрированные
Синусоидальные со щелями

47. ОБЩИЕ СВОЙСТВА КАПИЛЛЯРОВ

Общее количество - 40 миллиардов
Диаметр - 5-8 мкм, длина 0,5 - 1,1 мм
Суммарная длина всех капилляров - 100000км
Наименьшая линейная скорость крови - <1мм/с
Наибольшая площадь поверхности на единицу
массы ткани - >50 см2/г
• Очень малое расстояние между кровью и
клетками ткани - <50 мкм

48. ПОКАЗАТЕЛИ ОБМЕНА ЖИДКОСТИ

• Фильтруется через стенку капилляров
из крови: 20 л/сут жидкости
• Реабсорбируется в кровь через стенку
капилляров из тканей: 18 л/сут
• По лимфатическим сосудам оттекает из
тканей в кровь: 2 л/сут

49. Закон ультрафильтрации Старлинга

V = K [ Pгк+ Pои - ( Рги + Рок)]
где V - объем жидкости, проходящей через стенку
капилляра в минуту,
К - коэффициент фильтрации,
Ргк - гидростатическое давление крови,
Рои - онкотическое давление интерстиция,
Рги - гидростатическое давление интерстиция,
Рок - онкотическое давление крови

50. Закон ультрафильтрации Старлинга ( средние примерные значения)

• АРТЕРИАЛЬНЫЙ КОНЕЦ
РГК = 30 мм Hg
PОК = 25 мм Hg
РГИ = 0
РОИ = 8 мм Hg
V = +13 мм Hg
выход
ВЕНОЗНЫЙ КОНЕЦ
Ргк = 15 мм Hg
РОК = 25 мм Hg
РГИ = 0
РОИ = 8 мм Hg
V = - 2 мм Hg
вход

51. Функции эндотелия микроциркуляторного русла

• Самообеспечение структуры (саморегуляция
клеточного роста и восстановления).
• Образование вазоактивных веществ, в том числе
активация и инактивация циркулирующих в крови
• Местная регуляция гладкомышечного тонуса: синтез и
секреция простагландинов, эндотелинов и NO
• Передача вазомоторных сигналов от капилляров и
артериол более крупным сосудам
• Поддержание антикоагулянтных свойств поверхности
• Реализация защитных (фагоцитоз) и иммунных
реакций (связывание иммунных комплексов)

52. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ТКАНЕЙ

НЕЙРОГЕННЫЕ СТИМУЛЫ
- И - АДРЕНОРЕЦЕПТОРЫ
КОЛИЧЕСТВО ОТКРЫТЫХ
ПРЕКАПИЛЛЯРНЫХ СФИНКТЕРОВ
КОЛИЧЕСТВО ПЕРФУЗИРУЕМЫХ
КАПИЛЛЯРОВ
ПЛОЩАДЬ ОБМЕННЫХ
КАПИЛЛЯРОВ
ДИФФУЗИОННОЕ
РАССТОЯНИЕ
ПРИТОК О2 В ТКАНИ
ТОНУС АРТЕРИОЛ
СОСУДИСТОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
КРОВОТОК
Р О2 В КАПИЛЛЯРАХ
Р О2 В ТКАНЯХ
Р СО2 В ТКАНЯХ
УРОВЕНЬ ОБМЕНА

53. МЕХАНИЗМЫ АУТОРЕГУЛЯЦИИ

• МИОГЕННАЯ САМОРЕГУЛЯЦИЯ
(ФЕНОМЕН БЕЙЛИСА-ОСТРОУМОВА)
• МЕТАБОЛИТЫ
• ТКАНЕВОЕ ДАВЛЕНИЕ
• СДАВЛЕНИЕ ИЗ-ЗА ОБЪЕМА
УЛЬТРАФИЛЬТРАТА
• ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ

54. ПОРОГИ САМОРЕГУЛЯЦИИ

Для мозгового кровообращения:
верхний - 160-170 мм Hg
нижний - 50-60 мм Hg
Для почечного кровообращения:
верхний - 180-190 мм Hg
нижний - 80-90 мм Hg